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Reißverschluss-Mast

DC-Kleinstmotoren im Erkundungseinsatz
Reißverschluss-Mast

Für Erkundungszwecke hat Progenox ein ferngesteuertes Raupenfahrzeug mit ausfahrbarem Kameramast entwickelt. Antreiber der Reißverschluss-Konstruktion ist ein DC-Kleinstmotor von Faulhaber.

Feuerwehr, Katastrophen- und Zivilschutz sowie Polizei verwenden solche ferngesteuerten Raupenfahrzeuge mit mobilem Mast zu Überwachungs- und Aufklärungszwecken. Aber auch bei der Inspektion von Rohren und Schächten hat sich der kompakte Zippermast als nützlich erwiesen. Mit seiner Hilfe werden zum Beispiel in einem Atomkraftwerk die Be- und Entlüftungsanlagen nach Rissen und Fremdkörpern abgesucht.

Der sehr kompakte Mast besteht aus drei nach dem Reißverschlussprinzip verzahnten Stahlbändern. Der Anstoß zur Entwicklung dieser besonderen Teleskop-Technologie kam von den US-Streitkräften. Sie waren auf der Suche nach einem möglichst kompakten und robusten System, das sich für unbemannte Fahrzeuge eignet.
„Als ich den Zippermast zum ersten Mal sah, war ich von dem Konstruktionsprinzip sofort begeistert“, erinnert sich Frank Woodcock, Geschäftsführer von Progenox. Er erwarb die Technologie 2012 in den USA und brachte sie nach Deutschland. Mit seinem Team hat er den Teleskopmast zur Serienreife gebracht.
Die drei Bänder aus Edelstahl sind auf Spulen gewickelt und in Winkeln von 120 Grad angeordnet. Eine Leitspindel in der Mitte greift die Bänder in den dafür vorgesehenen schrägen Schlitzen. Durch die Rotation der Spindel werden die Bänder nach oben ausgerollt. Ihre gezackten Außenkanten verhaken sich dabei miteinander.
Verblüffendes Prinzip
„Wer den Zippermast zum ersten Mal sieht, ist verblüfft, zu welcher Höhe er sich ausfahren lässt“, berichtet Woodcock. Denn das Gehäuse, in dem sich der Mast verbirgt, ist sehr klein: Gerade mal 25 Zentimeter hoch ist es beim Standardmodell ZM8. Dennoch lässt sich der Mast auf etwa zweieinhalb Meter ausfahren. „Beim ZM40 erreicht der Mast eine Höhe von mehr als 12 Metern.“
Um den Zippermast für den täglichen Einsatz fit zu machen, haben sich seine Entwickler einiges einfallen lassen: So sind die Stahlbänder inzwischen mit einer speziellen Oberflächenbeschichtung versehen, die den Abrieb minimiert. Die Leitspindel wird in einem Wärmeprozess gehärtet, die Elektronik ist komplett vergossen. Zudem wurde der ursprünglich verwendete Spindelmotor ausgetauscht.
Da der Zippermast oft unter härtesten Bedingungen arbeitet, sollte er auch einen besonders robusten Motor erhalten. Gleichzeitig war es wichtig, bei einem geringen Volumen eine sehr hohe Leistungsfähigkeit zu erzielen. „Der Motor, der die Spindel antreibt, musste zwischen zwei der drei aufgewickelten Stahlbänder Platz finden. Er durfte daher höchstens einen Durchmesser von 32 Millimeter haben“, erinnert sich Andreas Eiler, der das Projekt bei Faulhaber betreute. Trotzdem war eine hohe Leistung gefragt, um den Mast auch bei Belastung schnell ausfahren zu können.
Gemeinsam hat man sich für den DC-Kleinstmotor der Serie 3272 CR entschieden. Dieser stellt mit einem Seltene-Erden-Magneten ein Nennmoment von 120 mNm zur Verfügung. Um das notwendige Drehmoment zu erreichen, wurde er mit einem robusten Planetengetriebe kombiniert, das den gleichen Durchmesser hat. Als zusätzlichen Schutz bekam der Motor ein robustes Gehäuse aus hochresistentem Kunststoff. Damit ist er beständig gegen viele Chemikalien sowie UV- und Infrarotstrahlung und erfüllt die Schutzklasse IP68.
Diese hohe Schutzart ist wichtig, da der DC-Kleinstmotor auch die salzwasserfeste Variante des Zippermastes antreibt, die zum Beispiel auf See in eine Boje integriert werden kann. Selbst Anwendungen im Weltraum hält Woodcock für denkbar: „Der Zippermast kann sehr gut als Ausleger für kleine und mittelgroße Satelliten, Antennen oder optische Geräte eingesetzt werden.“
Zudem arbeite man mit ODG-Argo zusammen, die Roboterfahrzeuge an die Raumfahrtbehörden Nasa und CSA liefert. „Gerade haben wir den Zippermast auf einem der Roboter installiert, der für eine geplante Marsmission eingesetzt werden soll. Ich rechne uns gute Chancen aus, bei einem dieser Weltraumprojekte dabei zu sein.“ Mit an Bord wären dann die robusten DC-Kleinstmotoren aus Schönaich. ↓
Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG
Motek Halle 8, Stand 8210


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